電(dian)弧熔(rong)(rong)爐生產電(dian)熔(rong)(rong)氧化鎂的工藝流程主要包括：原料配料、電(dian)弧熔(rong)(rong)融、破(po)碎、選(xuan)(xuan)別、粉碎、篩別、磁選(xuan)(xuan)、分類包裝等。

(1)原料

我國有豐富的(de)(de)優(you)質菱(ling)鎂礦石(shi)，氧化鎂含量(liang)高(gao)，又易于開采，因此(ci)，被廣(guang)泛用(yong)作電(dian)熔氧化鎂的(de)(de)原料。采用(yong)菱(ling)鎂石(shi)作原料，碳酸鎂分解(jie)產生CO2氣(qi)體，由于有大量(liang)氣(qi)體從爐(lu)內排(pai)出影響著(zhu)電(dian)熔過程的(de)(de)進行：

MgCO3→MgO+CO2↑

對(dui)電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)的結晶帶的形(xing)成均有不利(li)影(ying)響，由(you)于(yu)大量塵(chen)料(liao)飛損(sun)，使物料(liao)損(sun)耗(hao)和能(neng)量消耗(hao)增(zeng)高，也惡(e)化(hua)了車間生產環境。但由(you)于(yu)優質(zhi)菱鎂(mei)(mei)礦石容易獲得(de)，價格很低廉，所以，仍是我(wo)國電熔(rong)氧化(hua)鎂(mei)(mei)用得(de)最多最廣泛(fan)的原料(liao)。

(2)配料

①菱鎂(mei)礦。菱鎂(mei)礦石中氧化(hua)鎂(mei)的含量(liang)高低和化(hua)學(xue)成(cheng)分(fen)直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)，同時在電熔(rong)過程中也直(zhi)接影響到(dao)電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)得(de)到(dao)的品級(ji)比例，因此，為了保證電熔(rong)凝氧化(hua)鎂(mei)的質量(liang)和品級(ji)比例，必須對各種礦石進(jin)行適當(dang)的配比后進(jin)行熔(rong)煉。

②水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)。我國的(de)(de)遼寧省(sheng)水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)礦源非常豐富(fu)，水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)中氧化鎂(mei)(mei)含量高于(yu)菱鎂(mei)(mei)礦石(shi)(shi)。它也是一種制造電熔凝氧化鎂(mei)(mei)的(de)(de)原(yuan)料(liao)，部分地區水(shui)(shui)鎂(mei)(mei)石(shi)(shi)的(de)(de)化學成分見(jian)表2。

表2水鎂(mei)石的化學成分/%

③輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)。以(yi)(yi)(yi)輕燒(shao)氧(yang)化鎂(mei)作為電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)原料，可以(yi)(yi)(yi)使生產(chan)環境(jing)得到改善，可以(yi)(yi)(yi)降低運輸(shu)費用。由于(yu)電(dian)(dian)熔時排出氣體(ti)少，成分也較均勻，對提高(gao)電(dian)(dian)熔氧(yang)化鎂(mei)質量有利(li)。

我國有一些電熔凝氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)以(yi)輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)制成球(qiu)料入(ru)(ru)爐電熔。輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)含量達(da)到98%，以(yi)此(ci)料能(neng)生產出白色大(da)結(jie)晶(jing)電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)。但由于(yu)成球(qiu)費(fei)用(yong)(yong)高，影響生產成本(ben)。目前，有的(de)(de)廠家(jia)采用(yong)(yong)反射(she)爐輕燒(shao)(shao)氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)，以(yi)一定的(de)(de)粒度加(jia)入(ru)(ru)熔爐電熔，電熔氧(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的(de)(de)質量比用(yong)(yong)菱鎂(mei)(mei)礦石好，成本(ben)又比用(yong)(yong)球(qiu)料作原料時便宜，因而得到了一定的(de)(de)推廣。

④燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂。為(wei)(wei)了某些電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)特(te)殊要求，有時必(bi)須在電(dian)(dian)(dian)熔(rong)過程中采用(yong)燒(shao)(shao)結(jie)鎂砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，如采用(yong)海水(shui)鎂砂作為(wei)(wei)電(dian)(dian)(dian)熔(rong)原料(liao)，一(yi)般(ban)首先利用(yong)處(chu)理海水(shui)和石灰乳作用(yong)生產氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂，將氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂煅燒(shao)(shao)成輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。用(yong)其他方法也(ye)(ye)可以制(zhi)得輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂(詳見工業(ye)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂的(de)制(zhi)取方法)，采用(yong)輕(qing)燒(shao)(shao)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂作為(wei)(wei)原料(liao)生產電(dian)(dian)(dian)熔(rong)凝(ning)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鎂。奧絲脫(AusT)和拉特(te)爾(Ruttere)等(deng)(deng)研(yan)究認為(wei)(wei)，極少量的(de)雜(za)質氣體(相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang))也(ye)(ye)屬于晶(jing)體的(de)雜(za)質，可明(ming)顯影響晶(jing)粒的(de)長(chang)大。因為(wei)(wei)雜(za)質相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)作用(yong)在于增加(jia)晶(jing)界運動(dong)所需的(de)能量。當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，晶(jing)體能量降低，其降低量與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)成正比，所以必(bi)須提(ti)高晶(jing)界能，晶(jing)界才(cai)能離開第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)繼續運動(dong)。并且當晶(jing)界與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)遇時，與(yu)(yu)第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)橫截(jie)面(mian)積(ji)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)等(deng)(deng)的(de)晶(jing)界必(bi)須變形，第(di)二(er)相(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)數量愈(yu)多，晶(jing)粒長(chang)大的(de)極限(xian)尺寸愈(yu)小。

另一方面為了(le)降低電(dian)熔凝氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的顯氣(qi)孔(kong)率，也應盡量減少原料(liao)氧(yang)(yang)化(hua)鎂(mei)(mei)的氣(qi)體排(pai)出(chu)，因此，采用燒(shao)結(jie)鎂(mei)(mei)砂電(dian)熔有其顯著優點。

⑤電熔氧化鎂單晶的化學原料質量要求：

(3)電弧熔融

這些(xie)特性(xing)是同原(yuan)子(zi)(zi)和分子(zi)(zi)的(de)量(liang)子(zi)(zi)力學本(ben)性(xing)如離(li)(li)(li)子(zi)(zi)半徑的(de)尺寸，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電位數值，離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)電子(zi)(zi)外層結構(gou)等(deng)(deng)相關(guan)聯(lian)。而氧化鎂的(de)離(li)(li)(li)子(zi)(zi)尺寸、質量(liang)和電荷、陽離(li)(li)(li)子(zi)(zi)和陰離(li)(li)(li)子(zi)(zi)之間的(de)結合特性(xing)和強度、離(li)(li)(li)子(zi)(zi)的(de)極化作用(yong)、結晶構(gou)造等(deng)(deng)決(jue)定它是一(yi)高(gao)熔(rong)點(dian)化合物。

氧化(hua)鎂的熔(rong)點和(he)結構(gou)參(can)數(shu)：陽離子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)0.074mm;陰離子(zi)(zi)半(ban)徑(jing)0.53mm;結構(gou)類型(xing)NaCl;配位數(shu)6;有(you)效配位數(shu)8.5;密度(du)3.65g/cm3;熔(rong)點2800℃。

電(dian)熔凝氧化(hua)(hua)鎂制(zhi)造的(de)(de)最重要過(guo)程是由(you)各種(zhong)鎂質原料，通(tong)過(guo)各種(zhong)形式的(de)(de)加(jia)熱方(fang)法(fa)(fa)(fa)產生高溫使(shi)(shi)鎂質材料(MgO)熔化(hua)(hua)，變成氧化(hua)(hua)鎂熔體(ti)。要使(shi)(shi)氧化(hua)(hua)鎂熔融(rong)，必須消耗大(da)量的(de)(de)熱能，以克(ke)服離子(zi)間的(de)(de)引力(li)。通(tong)過(guo)強大(da)電(dian)弧(hu)產生高溫而(er)熔化(hua)(hua)氧化(hua)(hua)鎂的(de)(de)方(fang)法(fa)(fa)(fa)叫做電(dian)弧(hu)熔融(rong)法(fa)(fa)(fa)。這個融(rong)化(hua)(hua)過(guo)程一般包括熱的(de)(de)傳導、脫(tuo)水、脫(tuo)碳、熔化(hua)(hua)、析晶(jing)、晶(jing)體(ti)長大(da)等(deng)一系列物理化(hua)(hua)學變化(hua)(hua)的(de)(de)過(guo)程。

①脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。用水(shui)鎂石(shi)作原料有一脫(tuo)水(shui)過程(cheng)。水(shui)鎂石(shi)的主要成(cheng)分是氫(qing)氧化鎂Mg(OH)2。其脫(tuo)水(shui)過程(cheng)是：

Mg(OH)2→MgO+H2O

②脫碳過程。用(yong)菱(ling)(ling)鎂(mei)礦作為原(yuan)料時(shi)有(you)一(yi)個脫碳過程，脫碳過程包括兩個方(fang)面。一(yi)方(fang)面是菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的熱(re)分解，菱(ling)(ling)鎂(mei)礦石的主(zhu)要成分是碳酸鎂(mei)(MgCO3):

MgCO3→MgO+CO2

另一方面，由于在電(dian)熔過程中往往在原(yuan)料氧化鎂中加入石墨(mo)粉末添加物(助劑)，在電(dian)熔爐起動過程中需在三電(dian)極(石墨(mo)電(dian)極)的(de)下端用石墨(mo)粉末鋪成三角(jiao)形或星形導線路，在通(tong)電(dian)過程中受熱燒損(sun)或完全燃燒除去石墨(mo)。

C+O2→CO2↑

③熔(rong)化過(guo)程。熔(rong)化過(guo)程即氧化鎂(mei)中(zhong)鎂(mei)離(li)子和氧離(li)子在強電弧產生(sheng)的熱(re)(re)能作(zuo)用下，克服單晶(jing)體中(zhong)的晶(jing)格能的束(shu)縛(fu)，變(bian)成能自由運動的過(guo)程。也就是說，氧化鎂(mei)加熱(re)(re)到一定溫度(熔(rong)點)就會由固體變(bian)成液體，叫熔(rong)化。在這一過(guo)程中(zhong)需(xu)消(xiao)耗大量的電能。據(ju)電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)生(sheng)產者(zhe)對(dui)用水(shui)鎂(mei)石(shi)作(zuo)原料(liao)生(sheng)產電熔(rong)凝(ning)(ning)氧化鎂(mei)的熱(re)(re)平衡的衡算，熱(re)(re)消(xiao)耗的比例如下：氧化鎂(mei)晶(jing)體生(sheng)成熱(re)(re)消(xiao)耗值34.9%，渣(zha)皮(pi)消(xiao)耗熱(re)(re)值15.3%，散砂(sha)生(sheng)成熱(re)(re)耗值3.0%，冷卻水(shui)耗熱(re)(re)值8.4%，冷卻爐殼的水(shui)耗熱(re)(re)值7.9%，爐子表面散熱(re)(re)值6.4%，煙氣(qi)帶走(zou)熱(re)(re)值28.8%。電能損失(shi)值3.2%，從這些統(tong)計(ji)數據(ju)可(ke)以看出，在電熔(rong)